种群基因频率的改变与生物进化教学设计

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  本节内容位于人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《生物必修二遗传与进化》第七章——现代生物进化理论中第节现代生物进化理论的主要内容中第一个小标题。在学习完《现代生物进化理论的由来》之后学生已经了解了拉马克的进化论,树立了达尔文以自然选择学说为核心的进化论。同时,学生在前面已经全面学习了遗传变异的有关知识,已经掌握了遗传和变异的实质。知道达尔文受到当时科学发展水平的限制,对于遗传和变异的本质,还不能做出科学的解释。又涉及到达尔文以后进化论的发展,关于自然选择的作用等问题,已经从个体为单位发展到以种群为基本单位。本节的展开就是以上节所留下的问题开展。通过本节的学习,学生要能解释种群,种群基因库,基因频率等概念。能说明现代生物进化理论的主要内容。最终形成进化的实质是指种群基因频率的定向改变。为以后隔离与物种的形成,共同进化与生物多样性的形成做好铺垫,以最终完成进化这个大块的学习。

  导入新课——→小组探究1——→得出结论——→提出问题——→小组探究2——→得出结论——→课堂小结

  导入新课:通过教材中的问题探讨,给学生介绍《自私的基因》一书中的主要内容:作者将进化的选择单位从个体定位到创造个体的基因上。每个基因都想在竞争中保留下来,从这个角度看都是自私的,跟我们学生一样,都要在学习中竞争,但是我们在生活中不能自私。

  但是在实际中,基因不可能直接面对环境,基因通过表达,展现出的是性状,就像达尔文的自然选择学说中指出,自然选择的直接作用对象是生物的个体。但是同时我们可清楚的发现,没有那种生物是长生不死的,决定表现型的基因却可以随着生殖而世代延续,并且在群体中扩散。所以我们直接研究个体是不合适的,那怎么解释这个现象呢?我们阅读课本114面到115面思考与探究上面的文字

  解读基因频率的概念以及基因型频率的概念,列举相关数据让学生计算。研究生物的进化,仅仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够的,还需要研究群体的基因组成的变化,这个群体就是种群。

  怎样的一群生物个体可以称为种群呢?人们为什么要提出“种群”这个概念呢?接着问道:如何分析种群的基因组成和变化呢?由此人们提出基因库和基因频率的概念。什么是基因库?基因频率的含义是什么?

  认识到自然界的物种实际上是以一个个种群存在的,种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。性状是由基因控制的,研究生物的进化必须研究种群的基因组成和变化。

  小练习:某昆虫种群中,绿色翅的基因为A,褐色翅的基因为a,调查发现,AA、Aa、aa的个体分别占20、60、20,那么A和a的基因频率各是多少?

  上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的,对自然界的种群来说,这五个条件都能成立吗?特别是如果第点假设。基因A和a都不产生突变,成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背?

  如果该种群出现新的突变型,也就是产生新的等位基因(A2),种群的基因频率会变化吗?基因A2的频率可能会怎样变化?是增加还是减少?

  满足五个假设条件的种群是理想的种群,在自然条件下,这样的种群是不存在的.这也从反面说明了在自然界中,种群的基因频率迟早要发生变化,也就是说种群的进化是必然的。

  突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少,要看这一突变对生物体是有益还是有害的,这往往取决于生物生存的环境。

  联系到基因突变无处不在,回忆老知识。同时发现发现新性状不能决定进化的方向,引入下一个知识的学习

  自然界种群的基因频率变化是必然的。我们学习过的基因突变,基因重组和染色体的变异都能影响基因频率么?

  如何解释桦尺蠖种群中s基因的频率越来越低的现象?环境对桦尺蠖产生了怎样的影响?在自然选择作用中,直接受选择的基因型还是表现型?

  通过提问和相互帮助,学生最终能统一结果:基因突变产生新的等位基因,基因重组能重组出新的性状,而染色体变异也能得出新的性状。

  s基因频率的降低是因为白色桦尺蠖会在污染环境中更容易被天敌捕食。桦尺蠖中基因的改变是通过环境的变化,来通过天敌的捕食去影响基因频率。

  本节内容内容相对比较有趣,学生很容易进入学习状态,对基因频率的计算也非常高涨,特别想展示自己的数学能力,值得大力表扬,来增加他们的自豪感,从而增强他们的信心。通过身边的事例,容易理解自然选择是通过对性状的选择而实现对基因的选择,从而实现基因频率的改变,自己总结出知识点。最后还可以通过总结概念而回顾到《自私的基因》一书中的思想,激发他们读书的爱好。

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